3.1. Física do solo
Os resultados de granulometria, densidade do solo e porosidade estão apresentados nas tabelas 2, 3 e 4. O maior percentual de areia foi encontrado para a área de capoeira na profundidade de 0-10 cm e o menor foi encontrado para o plantio de 4 anos na profundidade de 10-20 cm. Os maiores valores percentuais de argila (620 g kg-1 e 600 g kg-1) foram encontrados para o plantio de 4 anos, enquanto a área de floresta caracteriza-se pelo menor valor percentual dessa partícula mineral, os valores de silte complementaram reciprocamente a distribuição das partículas minerais. Todos os sítios em questão foram enquadrados na classe textural argilosa, exceto o sítio que comporta o plantio de 4 anos, que enquadra-se na classe muito argilosa (acima de 600 g kg-1de argila), ficando na região limítrofe entre uma classe textural e outra.
Área Profundidade Areia Silte Argila cm --- g kg-1 --- Capoeira 0 – 10 492,2 83,6 424,2 10 – 20 439,6 83,1 477,3 Plantio 4 anos 0 – 10 279,1 117,7 603,2 10 – 20 253,0 121,9 625,2 Plantio 10 anos 0 – 10 447,6 99,0 453,3 10 – 20 396,3 91,4 512,3 Plantio 20 anos 0 – 10 415,6 104,8 479,7 10 – 20 374,1 92,4 533,5 Floresta 0 – 10 484,4 98,6 417,0 10 – 20 448,5 99,3 452,2
O eixo 1 da ACP com os dados de granulometria para a profundidade de 0 a 10 explicou 88,42% da variabilidade dos dados. Este eixo determinou um gradiente entre sítios com maior teor de argila e sítios com maior teor de areia, cujas correlações com o componente (eixo) 1 foram maiores (Tabela 3). O componente 2 explicou apenas 11,57% e determinou um gradiente de silte (Tabela 3). O mesmo padrão foi encontrado para a profundidade de 10-20 cm, cujos eixos explicaram 87,96% e 12,04%, respectivamente.
Tabela 2: Granulometria dos solos dos cinco sítios em estudo no município de Maués.
O diagrama da ordenação dos pontos amostrais (Figuras 3 e 4) mostram uma clara diferenciação do plantio de 4 anos com relação aos demais sítios, principalmente ao longo do gradiente de textura definido pelo eixo 1. De fato, a ANOVA feita com os “scores” da componente 1, para as duas profundidades, revelou diferenças significativas entre os sítios (p < 0,01), com destaque para o plantio de 4 anos que se diferenciou de todos os demais (apêndice B).
Profundidade Informação estatística (%) Correlação
Areia Silte Argila
CP 1 0-10 cm 88,42 -0,9871 0,8706 0,9594
10-20 cm 87,96 -0,9889 0,8664 0,9542
CP 2 0-10 cm 11,57 -0,2819 0,4920 0,1599
10-20 cm 12,04 0,1489 0,4992 -0,2991
Quanto aos valores de densidade (tabela 4), o maior foi encontrado para a área de floresta na profundidade de 10 a 20 cm (0,99 Mg m-3) e o menor foi encontrado para o plantio de 4 anos na profundidade de 10 a 20 cm (0,81 Mg m-3). Observa-se que para os plantios de 4 e 10 anos de idade a densidade mostrou tendência diferenciada em relação aos demais sítios, tendo valores menores nas camadas mais profundas.
Tabela 3: Informação estatística dos componentes principais e variáveis de maior correlação com os eixos.
Área Profundidade (cm) Densidade do solo (Mg m-3) Porosidade total (%)
Capoeira 0 - 10 0,93 65,04 10 - 20 0,97 63,22 4 anos 0 - 10 0,93 64,76 10 - 20 0,81 69,51 10 anos 0 - 10 0,97 63,44 10 - 20 0,88 66,85 20 anos 0 - 10 0,92 65,35 10 - 20 0,96 63,78 Floresta 0 - 10 0,88 66,71 10 - 20 0,99 62,56
Os valores de porosidade do solo estão todos compreendidos na faixa entre 60 e 70%, sendo o maior (69,51%) na área do plantio de 4 anos e o menor na área de floresta (62,56%), ambos na profundidade de 10 a 20 cm (tabela 5). Observa-se que os valores de porosidade acompanham as tendências observadas para a densidade, com destaque para o aumento da porosidade de acordo com o aumento da profundidade nos plantios de 4 e 10 anos de idade.
A ANOVA feita com os dados de densidade e porosidade indica haver diferença estatística significativa (p < 0,01) somente na profundidade de 10 a 20 cm entre os cinco sítios em questão (figura 5). O teste de comparação de médias dos cinco sítios pode ser visto no apêndice C. Para a camada de 0 a 10 cm os menores valores de densidade e os maiores valores de porosidade foram encontrados para a floresta. Os valores de F e p se repetem, pois o cálculo da porosidade toma como base a densidade do solo. Para a camada de 10 a 20 cm os menores valores de densidade e os maiores valores de porosidade foram observados no solo do plantio de 4 anos. Para esta profundidade as diferenças foram estatisticamente significativas (figura 5 e apêndice C) Nota-se o comportamento inverso dos parâmetros, pois quanto menor a densidade do solo mais poroso será.
Quanto as descrições dos perfis, estas podem ser vistas no anexo 1 do presente capítulo. As fotos dos perfis e da vegetação acima do solo podem ser vistas na figura 6. A classificação do solo dos cinco sítios é igual e compreende o Latossolo Vermelho- amarelo, segundo o sistema brasileiro de classificação do solo (Embrapa, 2006). A classificação levou em consideração a presença do horizonte B Latossólico, este caracterizado por ser mineral, subsuperficial, cujos constituintes evidenciam avançado estagio de intemperização, explicita pela alteração quase completa dos minerais primários menos resistentes. O horizonte B Latossólico deve apresentar espessura Figura 5: Gráficos das análises de variância para densidade e porosidade dos cinco sítios. (a) Densidade de 0 a 10 cm; (b) Densidade de 10 a 20 cm; (c) Porosidade de 0 a 10 cm e (d) Porosidade de 10 a 20 cm.
(a) F= 1,157; p = 0,342 (b) F= 14,39; p < 0,01
(d) F= 14,39; p < 0,01 (c) F= 1,157; p = 0,342
mínima de 50 cm e ter uma relação silte/argila inferior a 0,6 para solos argilosos. Na maioria dos casos os suboriziontes do B atingem profundidade de até 200 cm (SBCS, 2006).
O limite superior do Horizonte B Latossólico é difícil de ser identificado no campo, por apresentar muito pouco contraste de transição com o horizonte que o precede, verificando-se nitidez de contraste quase que somente de cor e de estrutura
(a)
(d) (e)
(c) (b)
Figura 6: Perfis dos solos dos cinco sítios. (a) Plantio de 4 anos; (b) Plantio de 10 anos; (c) Plantio de 20 anos; (d) Capoeira e (e) Floresta secundária tardia.
entre a parte inferior do horizonte A e o horizonte B Latossólico (apêndice A) (SBCS, 2006).
Em síntese o horizonte B Latossólico é subsuperficial, que não apresenta características diagnósticas de horizontes glei, B textural, B nítico e horizonte plíntico encontra-se presente abaixo de qualquer horizonte diagnóstico superficial, exceto o hístico e deve atender as seguintes características: Estrutura pequena a pequena granular, ou blocos sub angulares fracos ou moderados; espessura mínima de 50 cm; menos de 5% do volume que mostre estrutura da rocha original; textura franco arenosa ou mais fina e menos de 4% de minerais primários alteráveis ou menos de 6% de muscovita na fração areia (SBCS, 2006).
Com relação à cor do Latossolo, que são as classes de nível categórico (subordens), os Latossolos podem ser divididos em 4 classes: Latossolos Brunos; Amarelos; Vermelhos e Vermelho- amarelos. A primeira classe compreende solos com matiz 4 YR; A segunda são solos com matiz 7,5 YR; A terceira compreende os solos com matiz 2,5 YR e a quarta classe compreendem solos de cores vermelho-amareladas e amarelo-avermelhadas, que não se enquadram nas classes anteriores (SBCS, 2006). Portanto o solo dos cinco sítios em questão no presente trabalho estão enquadrados na classe 4 do SBCS.
É importante salientar que foram encontradas evidências do histórico de uso da área que compreende os cinco sítios. Em todos os perfis foi relatada a presença de uma “linha de carvão” no horizonte A, resultante de queimadas (figura 5).
Química do solo
Para os teores em apresentação nas figuras e tabelas foram utilizadas as unidades usuais, C e N em “g kg-1”, P, Fe, Zn e Mn em “mg kg-1”e Al, K, Ca e Mg em cmolc kg- 1
26
Área
Prof.(cm)
pH
Ca Mg
K
Al
P
Fe Zn Mn
C
N
H
20 KCl
--- cmolc kg
-1---
---mg kg
-1--- --- g kg
-1---
Capoeira
0 - 10
3,98 3,76 0,03 0,053 0,070 2,374 5,72 96,00 0,94 0,88 26,1 1,80
10 - 20
4,09 3,82 0,03 0,030 0,031 2,286 3,42 89,80 1,24 0,70 22,2 1,49
20 - 30
4,16 3,85 0,03 0,033 0,036 2,258 2,77 97,20 0,30 0,96 22,3 1,48
30 - 40
4,34 3,90 0,03 0,017 0,025 2,088 1,51 94,40 0,70 0,80 18,0 1,17
Plantio 4 anos
0 - 10
4,16 3,62 0,31 0,159 0,080 3,106 11,66 111,40 0,94 3,26 34,1 2,21
10 - 20
3,99 3,68 0,19 0,081 0,057 3,004 9,43 95,60 0,82 3,06 27,9 1,86
20 - 30
4,27 3,80 0,20 0,063 0,043 2,400 5,97 66,60 0,76 2,58 22,9 1,41
30 - 40
4,33 4,10 0,15 0,050 0,046 2,312 4,17 56,40 0,82 2,32 20,3 1,42
Plantio 10
anos
0 - 10
3,99 3,71 0,07 0,092 0,060 2,924 7,24 132,00 0,94 3,20 25,4 1,86
10 - 20
4,21 3,91 0,05 0,050 0,044 2,494 3,77 107,60 0,78 2,00 21,1 1,46
20 - 30
4,31 4,03 0,05 0,048 0,032 2,324 2,08 99,60 0,94 2,18 18,9 1,27
30 - 40
4,41 4,06 0,05 0,033 0,027 2,044 1,20 83,80 1,10 1,96 16,2 1,14
Plantio 20
anos
0 - 10
3,95 3,92 0,06 0,084 0,105 2,756 6,26 92,40 0,94 1,60 25,5 1,87
10 - 20
4,16 4,08 0,06 0,054 0,050 2,356 3,14 81,00 0,56 1,40 21,6 1,53
20 - 30
4,17 4,06 0,05 0,056 0,081 2,364 3,12 77,20 0,60 1,62 21,9 1,47
30 - 40
4,24 4,04 0,06 0,059 0,058 2,168 1,67 64,20 0,54 1,42 17,6 1,21
Floresta
0 - 10
4,00 3,74 0,07 0,089 0,361 2,474 5,20 133,60 1,04 1,44 31,5 2,24
10 - 20
4,20 3,92 0,05 0,063 0,060 2,134 2,98 103,60 0,78 1,28 21,9 1,43
20 - 30
4,31 3,97 0,06 0,053 0,063 2,022 2,38 92,40 0,80 1,22 21,2 1,33
30 - 40
4,48 4,03 0,04 0,035 0,122 1,822 1,17 96,20 0,42 1,24 15,5 1,03
Os teores de C do solo em todos os sítios variaram de acordo com a profundidade entre 15,5 g kg-1 na profundidade de 30 a 40 cm a 31,5 g kg-1 nas superfícies dos solos.
Para o N (g kg-1), os teores máximos e mínimos foram encontrados no ambiente de floresta e foram e 2,24 g kg-1 (floresta de 0 a 10 cm) 1,03 g kg-1 (30 a 40 cm) seguindo um padrão de comportamento decrescente de acordo com o aumento da profundidade.
Os valores médios dos teores de P disponível variaram de 1,16 mg kg-1 (floresta de 30 a 40 cm) e 11,65 g kg-1 (plantio de 4 anos de 0-10cm.
Analisando os teores de K, nos cinco sítios em questão, foram verificados os maiores teores na floresta (0,361 cmolc kg-1), e os menores encontrados para a capoeira (0,025 cmolc kg-1).
Para o Ca trocável (cmolc kg-1), os maiores valores de todas as profundidades foram encontrados para o plantio de 4 anos de idade, sendo o maior 0,31 cmolc kg-1. O menor valor encontrado foi na profundidade de 30 a 40 cm (0,027 cmolc kg-1).
Os valores de Mg trocável (cmolc kg-1), tiveram tendência similar aos de cálcio. O maior valor foi encontrado para o plantio de 4 anos (0,160 cmolc kg-1) e os menores teores de Magnésio foram encontrados na capoeira, em todas as profundidades, sendo o menor 0,017 cmolc kg-1.
Para os teores médios de Fe o maior valor foi encontrado na camada superficial da floresta (133,6 mg kg-1) e o menor foi encontrado na profundidade de 30 a 40 cm do plantio de 4 anos de idade (94,4 mg kg-1).
Os valores médios dos teores de Zn (mg kg-1) variaram muito ao longo das profundidades nos cinco sítios em questão sendo o maior encontrado para a capoeira na profundidade de 10 a 20 cm (1,2 mg.kg-1).
Com os teores de Mn, dois grupos formaram-se, um constituído pelo plantio de 4 anos e 10 anos com maiores valores, e o outro grupo formado pelos demais sítios. O maior valor foi encontrado para o plantio de 4 anos na camada superficial (3,3 mg kg-1). O menor valor foi encontrado na capoeira, na profundidade de 30 a 40 cm (0,8 mg kg-1). O maiores teores de Al+3 foram encontrados para o plantio de 4 anos, sendo o maior encontrado na camada superficial (3,18 cmolc kg-1). O menor valor encontrado foi de 1,82 cmolc kg-1 na profundidade de 30 a 40 cm da floresta.
A análise multivariada indicou haver tendências de agrupamento de fertilidade para todas as profundidades com relação aos teores dos nutrientes acima citados
(macronutrientes e micronutrientes) e também o delta de pH. Com a análise de componentes principais (ACP) foi possível identificar gradientes do solo que comporta os cinco sítios, tendo em vista o agrupamento dos dados gerados a partir da ACP, com destaque para o plantio de 4 anos de idade (figuras 8, 9, 10 e 11).
No diagrama de ordenação dos dados (figura 8), o eixo 1 da ACP com os dados de química do solo para a profundidade de 0 a 10 cm explicou 43,43% da variabilidade dos dados. Este eixo determinou um gradiente entre sítios com maiores teores de magnésio cuja correlação com o componente (eixo) 1 foi maior (tabela 6). O componente 2 explicou apenas 26,02 % e determinou um gradiente de potássio e de fósforo (tabela 6).
Para a profundidade de 10 a 20 cm, o eixo 1 da ACP (figura 9) explicou 51,26 % da variabilidade dos dados. Este eixo determinou um gradiente entre sítios com maiores teores de cálcio, e maiores teores de zinco, cujas correlações com o componente (eixo) 1 foram maiores (tabela 6). O componente 2 explicou apenas 14,09 % e determinou um gradiente de zinco e potássio (tabela 6).
Para a profundidade de 20 a 30 cm, o eixo 1 da ACP (figura 10) explicou 38,46 % da variabilidade dos dados. Este eixo determinou um gradiente entre sítios com maiores teores de fósforo, e maiores teores de ferro, cujas correlações com o componente (eixo) 1 foram maiores (tabela 7). O componente 2 explicou apenas 14,09 % e determinou um gradiente de zinco e manganês (tabela 7).
Para a profundidade de 30 a 40 cm, o eixo 1 da ACP (figura 11) explicou 41,93 % da variabilidade dos dados. Este eixo determinou um gradiente entre sítios com
Figura 9: Diagrama da ACP com os dados de fertilidade dos sítios para os dois primeiros componentes na profundidade de 10-20 cm.
maiores teores de nitrogênio, e maiores teores de ferro, cujas correlações com o componente (eixo) 1 foram maiores (tabela 7). O componente 2 explicou apenas 17,24 % e determinou um gradiente de maiores teores de nitrogênio e cálcio (tabela 7).
As correlações observadas na ACP de fertilidade e o valor de informação estatística seguem na tabela 6.
Como as n variáveis reduziram-se em dois eixos, o interessante é ver o somatório das informações estatísticas das duas componentes principais, que estão na tabela 7.
Profundidade Informação estatística (variância %)
0 - 10 69,45
CP 1 e CP 2 10 - 20 65,35
20 - 30 58,27
30 - 40 59,17
Para fins de identificação de diferenças estatísticas foram feitas as análises da variância com os “scores” dos eixos dos gráficos das análises acima (figura 12). Todas as análises apresentaram diferença estatística significativa (valores de F e p na figura), com exceção para a CP 2 da profundidade de 0 a 10 cm. As análises indicam diferenças entre os sítios para todas as profundidades, com destaque para o plantio de 4 anos que se diferenciou de todos os outros. Outro resultado interessante é que o solo sob plantio de pau-rosa com 20 anos de idade, não difere do solo da floresta secundária tardia com 60 anos de idade nas três primeiras profundidades (apêndices E, F, G e H).
Profundidade Informação estatística (variância %)
Variável de maior
peso Maiores correlações
CP 1 0 - 10 43,43 Magnésio 0,93 Cálcio - 10 - 20 51,26 Cálcio 0,96 Zinco -12,43 20 - 30 38,46 Fósforo 0,93 Ferro -0,76 30 - 40 41,93 Nitrogênio 0,82 Ferro -0,67 CP 2 0 - 10 26, 02 Potássio 0,95 Fósforo -0,36 10 - 20 14,09 Zinco 0,69 Potássio -0,52 20 - 30 20,41 Nitrogênio 0,90 Ferro -0,76 30 - 40 17,24 Nitrogênio 0,49 Cálcio -0,45
Tabela 7: Informação estatística acumulada dos dois componentes principais.
a) F= 45,710 ; p < 0,01 b) F= 1,769 ; p = 0,175 h) F= 3,001 ; p = 0,043 g) F= 14,741 ; p < 0,01 f) F= 11,342 ; p < 0,01 e) F= 35,689 ; p < 0,01 d) F= 6,221 ; p < 0,01 c) F= 123,48 ; p < 0,01
Nos apêndices E, F, G e H encontram-se as saídas dos testes de médias com as diferenças significativas ou não entre os sítios. Nelas podem-se observar os valores da probabilidade exata de erro do teste (valor de p).
Quanto aos valores de estoque de carbono no solo, estes estiveram compreendidos na faixa de 42 a 54 kg ha-1, sendo o plantio de 4 anos diferencial (53,95 kg ha-1), estando os demais compreendidos entre 42 e 46 kg ha-1. Os valores de estoque de Carbono seguiram a seguinte ordem: 10 anos < 20 anos < Capoeira < Floresta < 4 anos, e estão apresentados na tabela 8. A ANOVA não indicou diferença estatística significativa (p = 1,000) entre os cinco sítios.
Área Estoque de carbono (Mg ha-1)
Capoeira 45,84 a
4 anos 53,94 a
10 anos 42,97 a
20 anos 44,19 a
Floresta 50,08 a
Médias seguidas da mesma letra não diferem significativamente a 5% de probabilidade pelo teste de Tukey
3.3. Avaliação do estado nutricional das árvores de pau-rosa.
Para os teores em apresentação nas figuras e tabelas e também nas apresentações das análises estatísticas foram utilizadas as unidades usuais, C e N em “g kg -1”, P, K, Ca e Mg em g kg -1 Fe, Zn e Mn em “mg kg-1”. Dos nove elementos avaliados, 44,44 % das vezes os plantios de 10 e 20 anos apresentaram maiores teores, tendo o plantio de 4 anos apresentado somente o maior teor de cálcio.Os teores de todos os elementos avaliados encontram-se na tabela 9.
Área C N P K Ca Mg Fe Zn Mn
--- g kg-1 --- --- mg kg-1 --- Plantio 4 anos 512,9 18,3 0,32 5,31 1,87 0,52 36,70 5,90 19,60 Plantio 10 anos 512,6 21,4 0,66 7,51 1,35 1,00 47,30 9,30 28,60
Plantio 20 anos 514,9 21,3 0,63 8,15 0,96 0,94 56,4 9,40 22,70 Tabela 9: Teores dos elementos determinados do tecido foliar de árvores de pau-rosa com 4, 10 e 20 anos de idade.
Para melhor compreensão da ordem de quantidade dos teores no tecido foliar das três idades em questão montou-se a tabela 10.
Com os valores brutos dos elementos e mais a relação C/N testou-se a tendência de agrupamento através da ACP (figura 13), assim como a verificação do elemento de maior peso para esta tendência. No diagrama de ordenação observa-se uma separação dos plantios de 10 e 20 anos em relação ao de 4 anos que resultou maior agrupamento, ficando localizado a esquerda dos demais, contrariamente ao resultado de química do solo no qual este sítio esteve sempre a direita dos demais.
O eixo 1 da ACP (figura 13) explicou 47,91 % da variabilidade dos dados. Este eixo determinou um gradiente entre sítios com maiores teores de fósforo, e maiores valores de relação C/N, cujas correlações com o componente (eixo) 1 foram maiores (tabela 11). O componente 2 explicou apenas 18,47 % e determinou um gradiente de maiores teores de cálcio e de carbono (tabela 11).
Nutriente Sítio
C 4 anos > 10 anos < 20 anos N, P, Mg, Mn 4 anos < 10 anos > 20 anos K, Fe, Zn 4 anos < 10 anos < 20 anos Ca 4 anos > 10 anos > 20 anos
As análises da variância feitas com os “scores” do eixo 1 da ACP indicam diferenças nutricionais entre os plantios de 4, 10 e 20 anos, sendo o plantio de 4 anos diferente dos demais (p < 0,01). Não houve diferença estatística significativa entre os plantios de 10 e 20 anos (p = 0,998) e também para os “scores” do eixo 2 da ACP (figura 14).
Para identificação da relação existente entre os nutrientes no solo e na planta, foi feita uma correlação entre os “scores” da ACP (componente principal 1) do solo até 20 cm de profundidade e os “scores” gerados na ACP para o status nutricional da planta. A correlação de Pearson (r2 = - 0,79 e p < 0,01) foi negativa, indicando, neste estudo, que quanto mais nutriente no solo menos no tecido foliar (figura 15), o que também esta Informação estatística (%) Variáveis de maior peso Correlação com CP ∑ informação estatística (%) CP 1 47,51 Fósforo 0,39 Relação C/N -0,39 65,98 CP 2 18,47 Cálcio 0,58 Carbono -0,59
Tabela 11: Informação estatística dos componentes principais e variáveis de maior correlação com os eixos.
(a) F= 27,279; p < 0,01 (b) F= 1,822 ; p = 0,181
relacionado com a idade, parâmetro este que apresentou maiores teores de nutrientes a medida que ocorre o aumento da idade .
Scores do componente principal 1 do s olo (0 -10 cm e 10 - 20 cm)
S c o re s d o c o m p o n e n te p ri n c ip a l 1 p a ra o t e c id o f o li a r 4 2 0 -2 -4 -6 7 6 5 4 3 2 1 0 -1 -2
Gráfico da corre lação e ntre os score s da ACP da planta e do solo até 20 cm
Para minimizar o efeito diferencial do sítio que comporta o plantio de 4 anos, foi feita outra correlação de Pearson com ausência deste. O resultado encontrado continuou sendo uma correlação negativa, porém não houve significância estatística (r2 = -0,18 e p = 0,441). Para ratificar o aumento dos teores do status nutricional de acordo com o aumento da idade da planta, foi feita a correlação de Pearson entre essas variáveis. Esta se mostrou positiva e significativa (r2 = 0,65 e p < 0,01) o que indica que, para o presente estudo, quanto mais velho o plantio maior os teores de nutrientes em seus tecidos foliares.